package QueuePractice;

import java.util.*;

public class OpenLock {
    /**
     * 你有一个带有四个圆形拨轮的转盘锁。每个拨轮都有10个数字： '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9' 。每个拨轮可以自由旋转：例如把 '9' 变为 '0'，'0' 变为 '9' 。每次旋转都只能旋转一个拨轮的一位数字。
     * <p>
     * 锁的初始数字为 '0000' ，一个代表四个拨轮的数字的字符串。
     * <p>
     * 列表 deadends 包含了一组死亡数字，一旦拨轮的数字和列表里的任何一个元素相同，这个锁将会被永久锁定，无法再被旋转。
     * <p>
     * 字符串 target 代表可以解锁的数字，你需要给出解锁需要的最小旋转次数，如果无论如何不能解锁，返回 -1 。
     * <p>
     * 示例 1:
     * <p>
     * 输入：deadends = ["0201","0101","0102","1212","2002"], target = "0202"
     * 输出：6
     * 解释：
     * 可能的移动序列为 "0000" -> "1000" -> "1100" -> "1200" -> "1201" -> "1202" -> "0202"。
     * 注意 "0000" -> "0001" -> "0002" -> "0102" -> "0202" 这样的序列是不能解锁的，
     * 因为当拨动到 "0102" 时这个锁就会被锁定。
     * 示例 2:
     * <p>
     * 输入: deadends = ["8888"], target = "0009"
     * 输出：1
     * 解释：
     * 把最后一位反向旋转一次即可 "0000" -> "0009"。
     * 示例 3:
     * <p>
     * 输入: deadends = ["8887","8889","8878","8898","8788","8988","7888","9888"], target = "8888"
     * 输出：-1
     * 解释：
     * 无法旋转到目标数字且不被锁定。
     * 示例 4:
     * <p>
     * 输入: deadends = ["0000"], target = "8888"
     * 输出：-1
     */
    public int openLock(String[] deadends, String target) {
        if (deadends.length == 0 && target == null) {
            return -1;
        }
        List<String> deadList = Arrays.asList(deadends);
        //用于已经有的数据
        Set<String> visited = new HashSet<>();
        visited.add("0000");
        //队列用于广度优先搜索使用
        Queue<String> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer("0000");
        int hierarchy = 0;
        while (!queue.isEmpty()) {
            int size = queue.size();
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                String queueRes = queue.poll();
                if (deadList.contains(queueRes)) {
                    continue;
                }
                if (queueRes.equals(target)) {
                    return hierarchy;
                }
                for (int j = 0; j < 4; j++) {
                    String up = up(queueRes, j);
                    if (!visited.contains(up)) {
                        queue.offer(up);
                        visited.add(up);
                    }
                    String down = down(queueRes, j);
                    if (!visited.contains(down)) {
                        queue.offer(down);
                        visited.add(down);
                    }
                }
            }
            hierarchy++;
        }
        return -1;
    }

    private String up(String queueRes, int j) {
        char[] chars = queueRes.toCharArray();
        if (chars[j] == '9') {
            chars[j] = '0';
        } else {
            chars[j]++;
        }
        return new String(chars);
    }

    private String down(String queueRes, int j) {
        char[] chars = queueRes.toCharArray();
        if (chars[j] == '0') {
            chars[j] = '9';
        } else {
            chars[j]--;
        }
        return new String(chars);
    }
}
